附录—。B : ,防隔水煤(岩)柱】设计计算方法
【
?
》
B.1《 :水,体,下,采煤的安《全,煤,。(,。岩)柱设计》计算方法
》
》
B.1》.,1 水体的边界应!区分:平面边界和深—度边界确定水—体边界应《符,合下列要求
!
《 1 地—表水:体底界面直接与隔水!层接触?时最高洪水位应为水!体的平面边》。界且水体底界面【应为水体的深—度边界
—。
?。 《2 地表水—体底界面《直接与含水层—。接触或?有水力联系时最高洪!水位:线或该含《水层边界应为水【。体的平面边》。界该:含水层底界面—应,为水体的深度—边,界
?
:
3【 仅为地》下含水层水体时含】水层边界《应为水体的平面【边界:含水层的顶》或,底界面?应为水体的深度边界!
! 4 《在,。确定水体边》界时应分析》由,于受周围开采引起的!岩层破坏《和地表下沉或受【。水,压力:作用以及地》质构造等影响而导】致水体边界条件变】化的因素
】
B?.1.2《 计算水体—下开采近距离煤层群!的安全煤《(岩)柱时煤层【间,距大于?其下一层煤的垮落带!高度应按上、下【。煤层的开采厚度分别!计算并应取其中最】大值;煤层间距等】于或小于其下一【层煤的垮落带高度应!以累计厚《度或综合开采厚度】计算
—
B.《1.3 煤层露头!防隔水煤(岩—。。)柱的计算应—符合下列要求
【
》 : 1 》防水:安全煤?(岩)柱设计—计算方法应符合下列!要求
?
,
【 1—)防水安全煤(岩)!柱的垂高《Hsh应大于—或等于导水裂缝带的!最大高度H1i【加上保护层厚—度Hb(图B.1】.,。3)可按下式—计算
!
:
,
【
图B.1.3【-1: 防水《安全煤柱设计
】
— ? 2)煤—系地:层无松散层覆盖【和采:深较小时应增加地表!裂缝深度Hbi【1i(图B.—1.3-《2)可按《。下式计算《
—
图B.!1.3?-2 煤》系地层?无松散层覆盖时防水!安全煤柱《设计:。
:
】 3)—松,散含水层为强—或中等含水层且直接!与基岩?接触而基岩》风化带亦含水—时应增?加基岩风化》带深度H《fe(图B》.1.?3-3)或将水体底!界面下移至基—岩风化带底界—面可按下《式计算
!
! 式中Hsh防隔水!煤(岩?)柱高度(m)【。;,
:
:
】 : H?1i导?水裂缝带最大高度(!m);
—
》 , 【Hb保护层厚—度(m);
—
—。 《 , Hbi【。1i地表《。裂,缝深度(m)—;
?
】 —Hfe基《岩风化带《深度(?m,)
】
,
图》B.1.3-3 !基岩风?化带含水时防—水安全煤(》岩):柱设:。计
》
2 】 防砂安全煤(岩)!柱,垂高:Hs应大于或等于垮!落带的最大高度Hm!加上保护层厚度H】b(图B.1.3-!4)可按下》式计算
】
》
图B.1—.3-4 》 ,。防砂安全煤(—岩)柱设计》
?
【3 防塌安全煤】(岩)柱《垂高H?t应等于《或接近?垮落带的最》大,高度Hm(图B【.1:.3-5《)应为Ht≈Hm】
】
图》B.1.3-5 !防塌安全煤(岩)柱!设计:
:
《B,.1.4 不同】煤层倾角时垮—落带和导水裂—缝带高度的》设计计算方法应【符合:下列:要求
》。
1】 倾?角不大于54°的煤!。层不同顶板覆岩情】况下垮落带》和导:水,裂缝带高《度的计算应》符合下列要求
】
— 1)】煤层:顶板覆岩内有—极坚硬岩层》采后能形成悬—。。顶时其下方的—垮落带最大高—度可按下式计算
!
】
: ? 式中Hm》。垮落:带高度(m);
】
》 , ,。。 】M煤层开采厚度(m!);
《
】 K冒落!。岩石碎涨系数;【
【 【 α煤层倾角【(°)
—
《 2)!当煤层顶《。板覆岩内为坚硬、中!硬,、软:弱,、极软弱岩层或其】互层时?开采单一煤层的垮落!带最大高《度可按下式计算【
—
?
《 式中W冒落过!程中:顶板的下沉值(m】)
?
【 》3)当煤层顶板覆】岩内为?坚硬、中硬、—。软弱、极软弱岩【。。层或其互层时厚煤】层分层开采的垮落带!最,大,高度可采用表—B.1.4-1中】的公式计算
—
表—B,.1.4-1 】厚煤层?分层开采的垮落带】高度计算公式
!
:
【 注∑M为累!计采厚;《公式应用范围为【单层:采厚1m~3—m累计采厚》不超过15m;计】算公式中《±号项为中误差
】
?
】 4)煤层覆岩内!为,。坚硬、?中硬、软弱、极软弱!岩层或其《互层:时,厚煤层分层开采的导!水裂缝带《最大高度可选用【表B.?1,.4-2中的公【式计算
【
表B.1.4】-2 厚煤层【分层开采《的导水裂缝》带高度计《算公式
【
?。
《
, ? 2 《倾角大于《54°的煤》。层顶、底板》为坚硬?、中硬、软弱岩【层用垮落法开采【时的垮落带和导水裂!缝带高度《可选用表B.—1.4-3中的公】式计算
!表B.1.4-3 ! 急倾斜煤层—垮落带、导水裂缝】带高:度计算?公式:
,
—
》B.1.5 保护!层厚度的选取—。。应符合?下列要求
】
,
1—。 倾角不大—于,54°的煤》。层应符合下列要【求
》
】 1)防水安全煤!(岩)柱《的保护层厚》度可根?据有无松散层及【其中:黏性:土层厚度按表B.1!.5-1《中的数值选》取
表】B.1.5-1 !。防水安全煤(岩【),。柱保护层厚度(【不适用于综放开采】)(m)
》
】。
《 注A为∑M/!n∑M为累计采厚】;n为分层层—数
:
?。
— 《2)防砂安全煤(岩!)柱的保护层厚度】可按:表B.?1.5?-2中的数值选取】
—表B:.1.5-2 】防砂安全煤(—岩)柱保《。护层厚度(》不适用于综放开【。采):(m)
—
?
《
,
2 】倾,角大:于54°的煤层【的防水煤(岩)柱】及防砂煤《(岩)柱《的保护层厚度—可按表B.1.【5-3中《的数值选取
】
,
:。表B.1.5—-3 急倾斜煤层!防水及防砂煤—(岩)柱保护—层厚度?(m)?
?
《。
】 注a?-松散层底部黏性土!层大于累计采厚;b!-松:散层底部黏性土层】小于累?计采厚;c-—。松散层全厚》为小于累《计采厚的黏》性土层;d-松【散层底部无黏—性土层
》
B》.1.6 近距离!煤层垮落《带和导水裂缝带高度!的计算应符》合下列?要求
【
: 1 上【、下两层煤》的,最,小垂距h大》于回采下层煤的垮落!带高度Hxm时上、!下,层煤的导水裂缝【带高度?可,按上、?下层煤?的厚度分别选用本】规范表B.》1.:4-2中的公式计】算并应?取其中标高最高者】作为两层煤的导水】裂缝带最大高—度(图B.1.6】-1)
《
!
图?B,。.1.6《-1 近距离煤层!导水裂缝《带高度计算(h>H!xm)示例
【
,。
:
? , 2 下层—煤的垮落带接触到】或完全进入上—。层煤范围《内时上层煤的—导水:裂缝带最大高—度应:采,用本层煤的开采【厚度计算《下,层,煤,的导水裂《缝带最大高度应采用!上、下层煤的—综合开采厚度计算并!应,取其:中标高最高者为两】层煤的?导水裂缝带最大高】度(图B.》1.:6-2?)
《
《
:
?图B.1.》6,-,2, 近距离》煤,层导水裂缝带高【度计:算,(,h<:H,。m示例?)
! 3 上、【下层:煤的综合开采厚【度可:按下:式计算(《图B:.,1.6-3)
】
】
《 式中Mz1【-2上、下》层煤:综合:开采厚度(m);】
,
! M1】上,层煤:。开采厚度(m);
!
— : , 《 M2下层煤开】采厚度(m);
!
! h1【-2上?、下层煤之》间的法线距》离(m);》
,
— ,。 】y2下?层煤的冒高与采厚之!比
:
?。
《
:
图B.1.6-!3 缓倾斜近距】离煤层?的,综,合开:采厚:度示例
【
—4 ?上,、下层煤之间的距离!。很小时综合开采厚度!应为累计《厚度:可按下式计算
!
,。
:
B.1!.7 我国部【分,煤,。矿地表裂缝深度的】实测结果可按表B.!1.7选取
】
:
表B.1.7 】 部分煤矿》地表裂缝深度—实测资料
】
】
《
B.1.8 !含水或导水》断层防隔水煤(岩】)柱的设计》(,图B:.1.8)可按【下式计算
】
】图B.1《.8:-1 含水或导水!断层防隔水煤(岩】)柱设计示例
】
【
:
: 式中L煤柱设!计,的宽度?(m:);
—
,。
? : 《 K安全》系数取2~5;【
【 》 , : M煤层厚》度或采高《(m);
—
,
— p水!头压力(MPa);!
,
】 ? Kp—煤的抗拉强度(【MPa)
!。
B.1.9 煤!层与富水《性强的含水层—或导水?断层接触且局—部被覆盖时防—隔水煤(《岩,)柱的?计算应?符合下列要求
【
,
】1 当含水层顶】面高:于,。最高导水裂缝带上限!时,防隔水煤(岩)【柱设计?[图B?。.,1.9-1(—a)、图B.1.9!-1:(b:)]可按《下式:计算
《
:
《
:
《。 , 2 ? 最高导水裂缝带】上限高于《断层上盘含水层【时防隔?水,煤(:岩)柱设《计[图B《.,1,.9-1(c)]】可按下列公式计【算
?
【
图B.—1,.9-1 —煤层与富水性—强的含水《层或导水《断层接触时防隔【水煤(岩)柱—设计
《
:
【。
式中L防!隔水煤(《岩)柱宽度(m【);
》
《 , L!1、L2、L—。3防隔水煤(—岩)柱各分段宽度(!。m,);
】 【 , HL最大导水】裂,缝带高?度(m);
【
! θ断【层倾角(°)—;
:
》 【 δ岩层—塌陷角(°)—;
—
,。 《 》 ,M断层?上盘含水层层面高出!下盘煤层底板—的高度(m》);
—
— p【防隔水煤(岩—)柱所承受的—。静水:压力(MPa—);
《
》 【 T突水》系数(MPa/m】);:
!。。 , 10】保护带厚度》(m)一般取10;!
— 》 ? Ha断层安全防!隔水煤(岩)柱的】宽度(m)H—a值应根《据矿井实《。际观测资《料(图B.1.【9-2)确》定突:水系数本《矿区无实际突—水系数时可按其他类!似矿区?。资料选用但》选用时应综合隔水层!的岩性、物理力学性!质、巷?。道跨度或工作面空】顶,距、采?煤方法和顶板控【制方法等一》系列因素
》。
,
,
,
》。
,
图B《.1.9-2— T和H0关【系曲线?图
【B,.1.?1,。。0 在煤》层位于含水层上方】且断层?导,水的情况下(图【。B.:1.10-》。1)防?隔水煤(《岩)柱的《设计应按煤层底【部隔水层能》否承受下部含水层水!的压力和断层水在顺!煤层方向上的压力分!。别计:算煤柱宽度并—应取其?中较大的数值且【应大于?20m计《算方法应《符合下列要求—
?
:
,
图B】.1.10-1 !煤层位于含水层上方!且断层导水时防隔】水,煤(岩)柱设计
】
】 ,1 当《考虑:底,部压力时应使煤层】底板到断层面—之间的最小》距离(垂距)大【于安全煤柱的—。高度Ha的计算值】计算:结果取值《不应小于20m可】按下:式计算?
】
《 式中—α断层倾角(°【)
《
2】 当考虑断—。层水在顺煤层方【向上的压力时应按含!水或导?水断:层防隔?水煤(岩)》柱的设计计算—煤柱宽度
—
—。 3 断层【不导水(图》B.1.10-【2,)防隔水煤(岩【)柱的设计尺寸【应保:证含水层顶面—与断层面交点至【煤层底板《间的最小距离在垂】直,于断层走向的剖面】上大于?安全煤柱的》高度Ha计》算,结果应?大于20m》。
?
?
图【B.:1.1?0-2 煤层位于!含水:层上方?且断层?不,导水时?防隔:水煤(岩)》柱设计?。
B【.1.11》 水淹区或—老窑积水区下采【掘时防隔水煤(岩)!柱的设计应》符合下列要求
】。
,
:
》1,。 巷道在水—淹区下或老窑积【水区下?掘进:。时巷道与水体—之间的最小距—离应大于《或等于巷道高度【的10倍
》
】 2 在水淹区】下或老窑《积水区下同一煤层】中进:行开采且水淹—区,或老窑积水》区的界线已基—本查明时《防隔:水煤(岩)柱的尺】。寸应按含《水或导水断层—防隔水煤(》岩)柱的《设计计算煤》柱宽:度
—
3 在!水淹区下或老窑【积水区下的煤层【中进:行回采时防隔水【煤(岩)柱》的尺寸应大于或【。等,于导水裂缝带最大】高度与保护带—高度之和
—
B.1.1!。2 保护地表水】体防隔水煤(岩)柱!应按裂缝《角和水体采动—等级所要求》的安全煤《。(岩)柱类型—相结合的方法设计并!应符合国家现—行有关水体下采【煤的规定
【
B.1.【13 保护通水钻!孔防隔水煤(—岩)柱的设》计,。应,根,据钻孔测斜》。。资,料,换算钻孔见煤点【坐标按本附录中含】。水或导水《断层防隔水煤(【岩)柱的计方法算】留设防隔水》煤(岩)柱无测斜资!料时应按钻孔允许偏!斜的误差计算—见煤点坐标
—。
B.【。1.14 相邻】矿(井)人》为边:界防隔水煤(岩)】。柱的设计《应符合下列要求
!
【 1 水文地质】简条件?单型到中等型—的矿井可采用垂【直法设计但》总宽度应大》于或等于40m且】每矿不应小》于20m
】
2 】 水文?地质复杂型》到极复杂型的矿井】应根据煤层》赋存条件、地质构造!、静:水压:力、开采上覆岩层】移,动角、导水裂缝带】高度等因素确定并】应符:。合下列要《求
?。
:
》 : , 1)多煤层开采!当上、下两层煤【的层:间距小于下层煤开采!。后的导水裂缝—带高度时下层煤【。的边:。界,防隔水煤《(岩)柱应根据最】上一层煤的岩层【移动角和煤层间【距向:下推:算[:图B.1.》14-1(a)]
!
》 : ? , 2)当上、下两!层煤之间的》垂距大?于下:煤层开?采后的导水》裂缝:带高:度时:上、下煤层的—防隔水煤(岩)柱可!分别设计[图—B.:1.14-1(b】)]
》
?
》
,图B.1.》1,4-1 多煤【层地区边《界防隔水《煤(:岩)柱设计
—
,
H1i-】导水裂缝带上限;H!。1、:H2、H3-—各煤层底板以—上的静?。水位高度;
!
γ-《上山岩?层移动角;》β-下山岩层移【动角;Ly、L【1y、L2y-【导水裂缝带上限岩】柱,宽度:;L1-上层煤防】水,煤柱宽度;L2、L!3-下?层煤防水煤柱宽【度
:
《
《 3 导水—裂,缝带上限《岩柱宽度L》y,可,采用下式计》算,
—
?
:。。
: : 式:中Ly导水裂缝带上!限,岩柱宽度(m);
!
! 《 H煤层底板以】上的静?水位高度(m);】
?
:
? 《 , H《1i:导水裂缝带最大【值(m);
【
:。
: — 《T水:压,与岩柱宽度的比值可!取1
》。
B《.1.15 —。 ,以断层为界》的井田防隔水煤(岩!)柱的设计可按【断层煤 《柱设计并应》以不:破坏另一《侧所留煤(岩)柱为!原则;也可按图B】.1.15所示【进行设计
》
:
!
图【。。B.:。1.15《 :以断层分界的井田】防隔:水煤(岩)柱设计
!
》L-煤柱宽》度;Ls、Lx-】上、下煤层的煤柱】。宽度;
!Ly-导水裂缝【带上限岩柱宽度;H!a,、H:。as、Hax-安】全防水岩柱》厚度;?。H1i-导水—裂缝带上《限;p?-底:板,隔水层承《。受,的水头?压力
?
,